【文章內容簡介】 單位長度的電阻（ Ω /km）， l線路的計算長度（ km）。 式中， I30線路的計算電流（ A）； XWL線路每相的電抗（ Ω）， XWL =X0L， X0為線路單位長度的電抗（ Ω/km） 。 一般對架空線路，其值為 ，對電纜線路，其值為 ， L為線路的計算長度（ km）。 57 二、 變壓器的功率損耗 變壓器同樣具有電阻和電抗，所以其功率損耗也包括有功功率損耗 △ PT和無功功率損耗 △ QT兩部分。 (1) 有功功率損耗 變壓器的有功功率損耗又由兩部分組成： ① 鐵損 △PFe 鐵損是變壓器主磁通在鐵芯中產(chǎn)生的有功損耗。變壓器空載時的損耗為空載損耗，由鐵損和一次繞組中的有功損耗產(chǎn)生，因空載電流 I0很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功功率損耗也很小，可忽略不計，故空載損耗 △P0可認為就是鐵損，所以鐵損又稱為空載損耗。 變壓器主磁通只與外加電壓有關，當外加電壓和頻率恒定時，鐵損與負荷無關，是定值。 58 ② 銅損 △PCu 銅損是變壓器負荷電流在一次、二次繞組的電阻中產(chǎn)生的有功損耗，其值與負荷電流（或功率）的平方成正比。變壓器負載試驗（舊稱短路試驗）時，一次側施加的電壓 Uk很小，鐵心中的主磁通很小，在鐵芯中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計，故變壓器的負載損耗 △Pk可認為就是額定電流下的銅損△PCu。 因此變壓器的有功功率損耗為 230T F e C uNSP P PS????????Δ Δ Δ2300 KNSPPS????????Δ Δ式中 S30—— 變壓器低壓側的計算負荷， kVA； SNT—— 變壓器額定容量， kVA； △ P0—— 變壓器空載有功損耗， kW； △ Pk—— 變壓器有功短路損耗， kW。 59 變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成： (2) 無功功率損耗 ① △Q0，是變壓器空載時，由產(chǎn)生主磁通的勵磁電流所造成的。和繞組電壓有關，與負荷無關。其值與勵磁電流（或近似與空載電流）成正比，即 NTSIQ100%00 ??式中， I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值。 60 NTkN SUQ100%?? ②△ QN，是變壓器負荷電流在一次、二次繞組電抗上所產(chǎn)生的無功功率損耗，其值也與電流的平方成正比。因變壓器繞組的電抗遠大于電阻，故可認為其在額定電流時的值與短路電壓（即阻抗電壓）成正比，即 式中， Uk%為變壓器的短路電壓百分值。 因此，變壓器的無功功率損耗為 ： 2230 0 300%%100 100kT N NTNT NTS I U SQ Q Q SSS??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???61 以上各式中， △P0、 △Pk、 I0%和 Uk%均可由變壓器產(chǎn)品目錄和附錄表中查得。 在負荷計算中，變壓器功率損耗也可按近似方法計算 經(jīng)驗公式： 300. 01 5TPS?Δ 6TQS?62 式中 △ PWL —— 按計算負荷求得的線路最大功率損耗； τ —— 年最大負荷損耗時間（小時數(shù)）。 38760 87602. 22002238760302203010c os10c osWLa W LNNWLRW Pd t P dtUP PdtUPP??????? ? ? ????? ?????????28760030P dtP?????????三、 供電系統(tǒng)的電能損耗 1．供電線路年電能損耗的計算 63 τ的含義是： 當線路或變壓器中以最大計算電流 I30流過 τ 小時后所產(chǎn)生的電能損耗，恰與全年流過實際變化的電流時所產(chǎn)生的電能損耗相等。 稱為年最大負荷損耗時間 ?？梢姡?τ 是一個假想時間，他與年最大負荷利用小時 Tmax和負荷功率因數(shù)有一定關系。如圖 25所示即為不同功率因數(shù)下的 τ 與 Tmax的關系。 64 圖 25 τTmax關系曲線 65 2 2 2 28760 876030 302 0030aT k k kN T N T N TSSSSW P dt P dt PS S S S ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 包括兩部分： 變壓器空載不變的功率損耗 (鐵損 ) 所引起的年電能損耗與接電時間 Ton（近似取 8760h）有關，即： △ WaT1=△ P0Ton 隨負荷而變化的有載功率損耗 (銅損 )所引起的年電能損耗為： 66 230.0a T on kNTSW P T PS???? ? ? ? ? ????變壓器總的年電能損耗為 ： 2.0 8760a T kW P P ??? ? ? ? ? ? ? ?30NTSS? ?變壓器負荷率 67 工廠的計算負荷和年電能消耗量 一、 工廠計算負荷的確定 確定用戶的計算負荷是選擇電源進線和一、二次設備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設計的重要組成部分，也是與電力部門簽訂用電協(xié)議的基本依據(jù)。 確定等效三相設備容量用戶計算負荷的方法很多，可根據(jù)不同的情況和要求采用不同的方法。在制定計劃、初步設計特別是方案估算時可用較粗略的方法，如估算法。在供電設計中進行設備選擇時則應進行較詳細的負荷計算，如逐級計算法。 (一 )逐級計算法： 從用電設備開始，朝電源方向逐級計算，最后求出用戶總的計算負荷的方法稱為逐級計算法。 68 (1)、首先按負荷的性質劃分用電設備組； (2)、根據(jù)各組負荷的需要系數(shù)計算單組用電設備的計算負荷； (3)、考慮分支線路的導線損耗，計算出線路始端計算負荷； （往往分支線路的長度比較短，所以這一步可忽略） (4)、考慮同時系數(shù)，計算多組用電設備的計算負荷； (5)、考慮配電干線的導線損耗，計算出干線始端的計算負荷； (6)、考慮同時系數(shù)，計算低壓母線上的計算負荷； (7)、考慮變壓器的損耗，計算出變壓器高壓側的計算負荷； (8)、考慮變壓器高壓側輸電線路的損耗，計算出變配電系統(tǒng)總的計算負荷。 在各級負荷計算中，可用需要系數(shù)法或二項式法來計算，常用的是需要系數(shù)法。 計算步驟 ： 69 70 1．單臺用電設備的計算負荷 （ 1） 有功計算負荷 ： 考慮到單臺用電設備總會有滿載運行的時候，其計算負荷 P301 為： 30. 1ePP??式中： Pe— 換算到統(tǒng)一暫載率下 電動機的額定容量； η— 用電設備在額定負載 下的效率。 （ 2） 無功計算負荷 ： Q301=P301tan? 式中 ?— 用電設備功率因數(shù)角。 計算目的：用于選擇分支線導線及其上的開關設備。 71 =KdPe =? 2230 . 2 30 . 2 30 . 2S P Q??計算目的： 用于選擇各組配電干線及其上的開關設備 。 ? ?30 . 2 30 . 23 NI S U?2. 用電設備組的計算負荷 72 確定車間配電干線或車間變電所低壓母線上的計算負荷 223030 30S P Q??30303 NSIU?K∑ －－ 同時系數(shù) 對于車間干線： K∑P =~ K∑Q =~ 對于低壓母線： K∑P =~ K∑Q =~ P303 ＝Ｋ ∑P ΣP 302 Q303＝Ｋ ∑QΣQ302 計算目的：用于選擇車間配電干線及其上的開關設備，或者用于低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。 73 P30４ 、 Q30４ 、 S30４ －車間變電所中變壓器高壓側的有功、無功及視在計算負荷； ΔPT、 ΔQT－變壓器的有功損耗與無功損耗 （ kW、 kvar） 。 計算目的：用于選擇車間變電所高壓配電線及其上的開關設備 在計算負荷時，車間變壓器尚未選出，無法根據(jù)變壓器的有功損耗與無功損耗的理論公式進行計算，因此一般按下列經(jīng)驗公式估算： 4. 確定車間變電所變壓器高壓側的計算負荷 P304＝ P303+ΔPT Q304＝ Q303+ΔQT ΔPT≈3 （ kW） ΔQT≈3 （ kvar） 74 5. 確定全車間變電所中高壓母線上的計算負荷 P305＝ ΣP304 Q305＝ ΣQ304 2230 5 30 5 30 5S P Q? ? ??? 計算目的：用于車間變電所高壓母線的選擇。 75 6. 確定總降壓變電所出線上的計算負荷 P306 = P305 +ΔP WL≈P 305 Q306 = Q305 +ΔQ WL ≈Q 305 S306 ≈S 305 ΔP WL 、 ΔQ WL — 高壓線路功率損耗，由于一般工廠范圍不大，線路功率損耗小，故可忽略不計。 計算目的：用于選擇總降壓變電所出線及其上的開關設備。 76 7. 確定總降壓變電所低壓側母線的計算負荷 P307＝Ｋ ΣΣP30６ Q307＝Ｋ ΣΣQ30６ 2230 7 30 7 30 7S P Q? ? ???注意：如果在總降壓變電所６ ~10kV二次母線側采用高壓電容器進行無功功率補償，則在計算總無功功率 Q307時，應減去補償設備的容量 Qc7 ，即 Q307＝Ｋ ΣΣQ30６ Qc7 計算目的：用于選擇總降壓變電所低壓母線以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。 77 8．確定全廠總計算負荷 P308＝ P307+ΔPT Q308＝ Q307+ΔQT 2230 8 30 8 30 8S P Q? ? ???計算目的：全廠總計算負荷的數(shù)值可作為向供電部門申請全廠用電的依據(jù)，并作為原始資料進行高壓供電線路的電氣計算，選擇高壓進線導線及進線開關設備。 78 二、 企業(yè)年電能需要量（消耗量） 企業(yè)年電能需要量也就是企業(yè)在一年內所消耗的電能，它是企業(yè)供電設計的重要指標之一。 可用工廠的年產(chǎn)量和單位產(chǎn)品耗電量進行估算。也可據(jù)工廠有功和無功計算負荷計算： =αP30Ta = β Q30Ta α 年平均有功負荷系數(shù)，取 ～ ； β 年平均無功負荷系數(shù)，取 ～ ； Ta年實際工作小時數(shù)，一班制取 2300h,兩班制取 4600h,三班制取 6900h 返回目錄 79 α 年平均有功負荷系數(shù)，取 ～ ； β 年平均無功負荷系數(shù)，取 ～ ； Ta年實際工作小時數(shù)，一班制取 2300h,兩班制取 4600h,三班制取 6900h 返回目錄 二、 企